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长距离埋地管道外加电流阴极保护施工技术
长距离埋地管道外加电流阴极保护施工技
术
摘要, 外加电流阴极保护作为控制管道腐蚀的一种电化学方法 , 是延长管道使用
寿命和增加管道安全的保证。本文主要介绍了外加电流的阴极保护原理、阴极保护 的方法、辅助阳极的选择与计算 ,各项参数的测试过程等问题 , 让读者能够对长距离 埋管道外加电流阴极保护技术有个比较清晰的认识。
关键词, 埋地管道 , 外加电流 , 阴极, 阳极,施工技术
中图分类号，TU74文献标识码,A文章编号, 随着我国经济发展和城市化进程的加快 , 各种长距离输送管道迅速增加。长距 离管道输送因其运营成本低廉、不占用交通资源、节能环保等特点在能源、电力、 建材的多个领域得到广泛应用。长距离输送管道因其压力特点普遍选用螺旋焊接与 直缝焊接管 , 该钢管具有强度高、可靠性高、适应性强等优点 , 但耐腐蚀性差 , 使用 寿命一般不超过 25 年。为延长钢管寿命目前主要采用的防腐方法为外加电流阴极 保护。
1 阴极保护原理
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所谓的外加电流阴极保护 , 既是一种控制金属电化学腐蚀的保护方法 , 也是一种 基于电化学腐蚀原理而发展的一种电化学保护技术。在由阴极保护系统构成的电池 中, 氧化反应多集中发生在阳极上 , 从而抑制住作为阴极的被保护金属的腐蚀。由外 电路向金属通入电子 , 以供去极化剂还原反应所需 , 从而使金属氧化反应 , 失电子反 应 , 受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时 , 金属表面只发生去极化剂阴极反
应。理解阴极保护原理可以从电极反应、极化反应等诸方面进行。
电极反应方面
选择任意构成的电化学电池 , 其低电位的一端为电池的阳极 ,以发生氧化反应为 主要特征 ,高电位的另一端为阴极 , 以发生还原反应为主要特征。由于电池的阳极和 阴极之间存在着电位差 , 外部电连接的阳极和阴极之间将有电流流过电池 , 从而加速 了阳极一端的腐蚀 ,同时抑制阴极的腐蚀 , 使阴极金属获得阴极保护。
极化反应方面
根据混合电位的理论 , 金属表面上局部阳极和局部阴极通过各自的极化而汇聚 至一个共同的混合电位 , 即金属的自腐蚀电位 Ecorr, 此时局部阳极的氧化反应速度 与局部阴极的还原反应速度相等 , 即等于金属的自腐蚀电流 icorr 。当阴极极化至 任意电位时的外加电流 , 都与此时极化后的局部阴
2 极的还原反应电流与局部阳极氧化反应的电流之差相等。当阴极极化使金属电 极电位负移至局部阳极反应的平稳电位 Ee,a 时, 外加极化电流几乎就等于局部阴极 电流, 因为此时的局部阳极电流已可予以忽略不计 ,当然此时铁上腐蚀也就被完全抑 阻了, 即获得了完全阴极保护。
2 阴极保护方法及其应用
为了实现阴极保护 , 我们可以采用外加电流和牺牲阳极等两种方法来实现目 的。两种方法的保护原理相同 , 只是提供阴极电流的方式不同 , 且由此衍生出的设备 装置和技术要求都有很大不同。
外加电流法阴极保护 外加电流阴极保护的方法是通过外加直流电源以及辅助阳极 , 迫使电流从土壤 中流向被保护金